观众老爷们大家好
欢迎来到新一期的《本周机床要闻》
让我们一起回顾一下本周有哪些行业要闻吧
1、一批机床工具行业企业荣获“第二十二届中国专利奖”6月25日，国家知识产权局发布了“关于第二十二届中国专利奖授奖的决定”，中国机床工具工业协会11家会员企业荣获第二十二届中国专利优秀奖。
获奖项目分别是：广州市昊志机电股份有限公司申报的“一种气浮高速电主轴”；郑州磨料磨具磨削研究所有限公司申报的“一种砂轮用棕刚玉烟尘复合基体材料、制备方法及砂轮”；荣成华东锻压机床股份有限公司申报的“一种闭式机械压力机液压驱动自动交换工作台”；天水锻压机床有限公司申报的“折弯机矩形复合导轨系统”；广东大族粤铭激光集团股份有限公司申报的“激光切割装置”；南兴装备股份有限公司申报的“大跨距双端封边机”；南通跃通数控设备股份有限公司申报的“一种木质门扇双面雕刻机”；扬力集团股份有限公司申报的“一种压力机快速换模小车”；无锡南兴装备有限公司申报的“双机头双夹钳钻孔加工中心”；深圳领威科技有限公司申报的“冷室压铸机”；江苏亚威机床股份有限公司申报的“一种激光穿孔装置及其激光穿孔方法”。
本站点评：据悉，中国专利奖是由国家知识产权局和世界知识产权组织共同设立的奖项，以鼓励和表彰专利权人和发明人对技术创新及经济社会发展做出的突出贡献。该奖项于1989年设立，得到联合国世界知识产权组织(WIPO)的认可，在国内外有较大影响力。随着我国机床工具行业不断发展，企业不断加大技术研发投入，取得了越来越多的研发成果，知识产权保护工作也不断取得进展，为行业高质量发展打下了坚实基础。
2、秦川集团第26万台高端数控机床顺利下线6月23日，秦川集团第26万台高端数控机床YKZ7230—166#机顺利下线。第26万台高端数控机床顺利下线是集团全体“秦川人”几十年来勠力同心、攻坚克难的智慧结晶，也是新时代秦川集团开启“十四五”征程的新起点，更是献给建党百年的一份厚礼。
秦川集团党委书记、董事长严鉴铂和“全国五一劳动奖章”获得者侯海峰共同为秦川集团第26万台高端数控机床揭幕。严鉴铂代表集团对第26万台高端数控机床顺利下线表示热烈祝贺！向日夜奋战在生产一线的集团全体员工致以崇高的敬意！
本站点评：严鉴铂强调，秦川集团将以此次第26万台高端数控机床顺利下线为契机，锚定“十四五”规划，坚持“5221”发展目标，以“装备中国、走向世界”和进口替代为己任，加快改革步伐，突出创新理念，发扬敢打硬仗、勇于拼搏精神，聚焦主业，紧扣科技自立自强，突破关键核心技术，擦亮秦川名片，叫响秦川品牌。在高质量发展赛道上跑出自主创新、自主品牌发展的“秦川加速度”。
3、通用技术沈阳机床展览馆开馆6月25日，通用技术沈阳机床展览馆（劳模展览馆、党史学习教育基地）经过紧张有序的筹备和建设，正式开馆迎接参观者。当天，通用技术集团装备事业部总经理、沈机集团董事长、党委书记唐毅，通用技术集团机床有限公司（筹）董事、总会计师金鸿雁，通用技术集团专职监事、沈机集团监事强勇和三名劳动模范代表揭牌。沈机集团副董事长、党委副书记李文华主持揭牌仪式。
一部沈阳机床厂史，半部新中国机床行业发展史。在沈阳机床展览馆序厅中，摆放着新中国第一台普通车床，这台机床是第三套人民币贰元纸币正面车床图案的原型。展览馆以沈阳机床发展历程为时间主线，设置拼搏创业、砥砺前行、曲折探索、振兴之路、领导关怀、党建文化、劳模风采等七个单元，系统展现了沈阳机床在党的领导下，70多年来艰苦奋斗、拼搏创业的历程，特别是加入通用技术集团后在服务国家战略、履行央企使命过程中的新气象新作为。
本站点评：沈阳机床展览馆位于沈阳机床数控产业园区内，展馆面积1500平方米，展示面积1200平方米。以平面图文、LED显示屏、机床模型、奖杯奖牌、劳模实物、典型样件等形式进行展览。其中，展陈图片358张、实物资料164个。劳模展览馆展出了新中国成立以来产生的马恒昌、赵国有、焦百顺等47名全国级劳动模范和先进人物的事迹和相关实物。
4、松江企业宇松工控成立新公司 ，攻关中国数控机床领域6月初，位于启迪漕河泾（中山）科技园内的企业上海宇松工控软件开发有限公司（简称宇松工控）积极投资并控股成立一家新公司镇恺科技公司，专门攻关我国高端数控机床生产的卡脖子领域——五轴数控机床的头部部分。
目前，德国、日本、瑞士等国在高端机床领域处于领先地位，尤其是日本和德国，占数控系统较大的世界市场份额。“加工复杂零件的高档精密数控机床属于战略性产品，我们必须尽快缩短和国际先进水平的差距，实现关键技术自主可控。”宇松工控总经理谢宏昌说，高端数控机床的核心部分是头部，这犹如机床的“大脑”，宇松工控成立新公司，专门攻关五轴数控机床头部部分，争取明年6月研发出中国自己的五轴数控机床头部，到行业展会上参展。
本站点评：“我们在软硬件方面都有绝对的实力开发出这个头部。”谢宏昌对突破卡脖子技术充满信心。公司聘请了中国台湾工业技术研究院的专家，目前已完成设计图。而最终让图纸变为现实，还需要各类技术支撑。“我们有西门子五轴系统可搭配，有三菱重工高精度的测量工具，更有多年机床数控产品经营经验积累。”据悉，宇松工控成立于2007年，是一家台资企业，是三菱电机数控系统一级代理商，并拿到三菱重工同步尺（一种测量工具）中国区总代理。去年公司营业收入1.45亿元，今年预计达到2亿元。
5、关键零部件100%自主研发！首列中国标准地铁列车下线！6月28日，由中国中车承担研制的我国首列中国标准地铁列车在郑州下线，标志着我国在地铁车辆技术领域取得重大创新突破。
为推动城市轨道交通产业持续健康发展，提升我国城轨装备技术水平和核心竞争力，2019年7月开始，中国中车联合中国城市轨道交通协会、各地铁公司、科研院校及协作单位共同实施了系列化中国标准地铁列车研制及试验项目，目的是突破关键核心技术，打造适应中国需求、技术先进的“标准化”地铁列车平台，提高我国地铁装备标准化、模块化水平，建立城轨装备中国标准体系。经过两年的技术攻关，首列中国标准地铁列车成功下线，标志着项目取得重大阶段性成果。
本站点评：据介绍，中国标准地铁列车是以中国标准为主导，采用标准化、模块化、系列化的设计理念，继承既有地铁列车运用经验并结合国内地铁用户需求自主开发的、具有技术引领性的全新产品平台。中国标准地铁列车拥有完全自主知识产权，“中国标准”覆盖率达到85%以上。与常规地铁相比，实现了“九化两提升”。
【摘要】本文介绍了一种以PLC为核心融合基于MODBUS通讯协议的RS-485现场总线和工控以太网技术的水厂智能配电系统,使电耗更为经济,企业管理更为高效。
【关键词】PLC，现场总线，智能配电系统
1.智能型配电系统概述
原有的水厂配电系统中,高低压配电柜中往往要安装各类仪表,实现对电力系统的监视,有专人定时到厂区内的配电间巡视,记录数值进行数据分析和处理。即使部分有计算机监测系统的配电,大多也只是只监不控,所以计量的精度和同步性均不高,更无法满足提高配电质量的要求。
随着智能型配电系统这一概念的出现,以可编程逻辑控制器(PLC)为核心使用多功能智能电力仪表,综合保护器等为监测、继保的高低压配电柜得到了越来越广泛的应用。多功能智能电力仪表可以一表多用,同时可以通过其通讯接口来实现对仪表的编程、数据采集等功能综合保护器不但可以实现电力参数测量,更可以按需求实现电动机保护、变压器保护、配电线路保护等功能可编程逻辑控制器是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机,已经成为电气控制系统中应用*为广泛的核心装置,它能实现复杂的逻辑控制,且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理,可方便各级连接。所以利用多功能智能电力仪表和综合保护器的通讯功能,以(PLC)为核心对配电线路进行实时监控,并且建立与工控以太网的连接,完成(PLC)工作站与监控服务器间的数据交换,使用智能型配电系统能够在很大程度上减少劳力,并且可以提高效率,使电耗更为经济,企业管理更为高效。
原则上讲,智能型配电系统不同于智能型高低压开关柜,智能型配电系统其配置是根据具体工程的需要,既能配置成全智能型器件及控制设备的开关柜,又能配置成全部使用传统电器元件及控制设备的开关柜,同时也能混合配置。给用户选用提供了较大的灵活性,以满足不同的需要。
本智能型配电系统中,使用普通电控型断路器作为执行器,使用安科瑞公司的(PLC)作为运行状态和参数自动检测、自动控制的控制器件。各多功能智能电力仪表、综合保护器作为从站,分别安装在各开关柜中。主站通讯模块均选用安科瑞公司。从站与从站和主站之间,通过现场总线以及RS485通信网络接口联接,进行数据交换。从站可以把各开关柜中有关断路器开关的状态和电量参数送往主站,也可以接受上位机的遥控操作命令,对断路器开关进行开关控制。但目前由于水厂供电的特殊性,现场总线上设备过多,通讯控制有时相应滞后,所以实际的模式是,电动机回路电量参数以通讯方式传送,分合断路器以PLC接点控制方式控制,就是利用PLC的输人输出模块,将断路器开关信号、位置信号,故障信号等以干接点形式送到,将分合闸控制命令以继电器输出形式接到电气二次回路实现上位机对断路器的分合闸控制。电源馈线回路电量参数以通讯方式传送PLC,人工现场分合断路器,PLC接点控制方式控制作为备用方式。工作站通过交换机和中央控制室监控服务器进行数据交换,实现数据库存储、数据报表生成等功能。
2.系统构成
2.1系统硬件
2.1.1高低压配电柜
(1)采用二路进线,单母线分段运行供电,进线和母联三开关两合闸连锁,各馈线柜原理同传统一样,如综合保护器选用AM3SE-I,通讯协议MODBUS-RTU协议。
(2)采用二路进线,双母线供电,进线和母联三开关两合闸连锁,分段电容补偿,各馈线柜原理同传统一样,如多功能智能电力仪表选用安科瑞APM810,通讯协议MODBUS-RTU协议。
2.1.2PLC工作站
(1)选用安科瑞公司处理器,通讯模块选用安科瑞AWT100、一,通过背板完成与处理器的数据通讯
(2)通过交换机建立与工控以太网连接
(3)监控服务器和上位机
2.2系统软件
(1)馈线控制及数据采集处理由处理器完成,采用与系统配套的编程环境。
(2)上位机监控界面使用安科瑞EMS能效管理平台监控软件。
(3)数据库存储及数据报表生成采用安科瑞数据库系统,利用软件开发技术完成数据的转换、存储及报表的生成。
2.3系统监测元件和开关元件
在智能型配电系统中,电流、电压等电量参数的检测通过电流互感器铁心互感器、空心互感器及霍尔传感器、电压互感器、漏电流检测互感器等。
普通电控型断路器是智能型配电系统的主要器件,主要用于主进回路和联络母联的开关控制,也用于大负荷馈电回路的开关控制。低压配电上的开关具有过载脱扣整定,过载、短路、失压保护等功能,有合闸、分闸和脱扣指示合闸线圈和分闸线圈分别使用脉冲控制信号。如中国安科瑞公司的ASCB系列低压开关产品,高压配电上的断路器应配套综合保护器共同使用,具有过载长延时反时限、短延时反时限、定时限、速动等功能。
3.系统现场数据采集和通讯
低压配电采用多功能电力仪表,高压配电采用多功能综合保护器,也有在高压柜上同时安装综合保护器和多功能电力仪表,但不管安装什么品牌的产品,均通过其提供的RS-485接口以现场总线的方式完成同工作站的通讯。
现场总线就是应用在生产现场,在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,本系统里的现场总线就是RS-485总线,通信协议为MODBUS-RTU协议,主站就是PLC工作站里面1756机架上插入的AWT通讯模块,从站就是配电柜上的各类多功能电力仪表和综合保护器。它描述了一个控制器访问其它设备的过程,当采用MODBUS协议通信时,此协议规定每个控制器需要知道自己的设备地址,识别按地址发来的消息,如何响应来自其它设备的请求,如何侦测错误并记录。通信采用主一从技术,即,只有主设备能发出查询,从设备响应消息。主设备可单独和从设备通信,从设备返回一个消息。MODBUS通信有两种模式。消息的起始位以至少3.5个字符传输时间的停顿开始(一般采用4个),在传输完*后一个字符后,有一个至少3.5个字符传输时间的停顿来标识结束。一个新的消息可在此停顿后开始。在接收期间,如果等待接收下一个字符的时间超过1.5个字符传输时间,则认为是下一个消息的开始。只针对设备地址、功能代码和数据段进行。整个消息帧作为一连续的流传输,传输速率较高。
当消息从主站发往从站时,功能代码域将告之从站需要执行哪些行为。在这里主要使用到3种功能码,03H:读寄存器数据，05H:单个线圈输出,06H写寄存器数据。读寄存器的内容包括开关分合闸状态、当前电流值、电压值、故障记录值等。从站回应时,它使用功能代码域来指示是正常回应无误还是有某种错误发生称作异议回应。对正常回应,从站仅回应相应的功能代码。对异议回应,从站返回一等同于正常代码的代码,并将功能代码置为逻辑。功能码是单个线圈输出,它可以通过从站设备输出,控制对应断路器的分合。在程序中设置一个帧计时器,当线路上有数据时就刷新该计时器,线路空闲时则停止刷新,计时时间达到3.5帧时计时器被软件清除,而下一帧则为地址帧,MODBUS通信查询发送处理程序流程见图2。
作为主站的一通讯模块是平台开发的通讯接口模块,各从站采集的数据信息存放在各自的数据缓存区中,模块读取各从站的数据存放在自己的数据区后,PLC可以通过块写和块读操作发指令和接收信息。
4.系统数据网络和监控管理
（1）现场数据采集后在站内配置以太网交换机,通过光缆连人中央控制室,完成各个PLC工作站与监控服务器间的数据交换
（2）监控管理使用组态软件,同时在监控服务器运行数据连接软件,并由其完成的服务功能,中央控制室的电脑界面上可以同步看到每个配电间内每个开关柜的电量参数,也可以通过上位机发命令控制现场设备的运行。
（3）人机界面可以察看数据库系统自动生成的电量参数日报表、月报表等。
5.安科瑞电气针对水厂监测推出能效管理解决方案--AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台5.1平台概述
安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，重点监测主要用能设备能效，保护污水厂运行安全可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。
5.2平台组成
AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成，涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等，贯穿水务能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。
5.3平台拓扑图
5.4平台子系统
5.4.1变电站综合自动化系统及电力监控
对水务配电系统中35kV、10kV电压等级配置继电保护和弧光保护，实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能，对异常情况及时预警。
监测变压器、水泵、鼓风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。
5.4.2电能质量监测与治理
水务中大量的大功率电机、水泵变频启动导致配电系统中存在大量谐波，通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标分析其电能质量，并配置对应的电能质量治理措施提高供电电能质量。
5.4.3电动机管理
马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。高效、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息，对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。
5.4.4能耗管理
为水务搭建计量体系，显示水务的能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。
将所有有关能源的参数集中在一个看板中，从多个维度对比分析，实现各个工艺环节的能耗对比，帮助领导掌控整个工厂的能源消耗，能源成本，标煤排放等的情况。
能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量，同环比对比分析，能耗总量和能耗强度计算，标煤计算和CO2排放统计趋势。
能效分析按三级计量架构，分别进行能效分析，契合能源管理体系要求，可对各车间/职能部门的能效水平进行分析，同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据，在污水单耗中生成污水单耗趋势图，并进行同比和环比分析，同时将污水的单耗与行业/先进指标对标，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。
5.4.5智能照明控制系统为污水厂、自来水厂、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式，模块可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能，尽量利用自然光照，实现室内、厂区照明的智能控制达到安全、节能、舒适、高效的目的。5.5电气安全
5.5.1电气火灾监测
监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，实现对污水厂、自来水厂、水泵站的电气安全预警。
5.5.2消防应急照明和疏散指示
根据预先设置的应急预案快速启动疏散方案引导人员疏散。系统接入消防应急照明指示系统数据，通过平面图显示疏散指示灯具工作状态和异常情况。
5.5.3消防设备电源监测
监测消防设备的工作电源是否正常，保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。
5.5.4防火门监控系统
防火门监控系统集中控制其各终端设备即防火门监控模块、电动闭门器、电磁释放器的工作状态，实时监测疏散通道防火门的开启、关闭及故障状态，显示终端设备开路、短路等故障信号。系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来，当终端设备发生短路、断路等故障时，防火门监控器能发出报警信号，能指示报警部位并保存报警信息，保障了电气安全的可靠性。
5.6环境监测
污水厂、自来水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池间可燃气体浓度展示和预警，保障污水厂、自来水厂、水泵站等安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统，排除隐患，保持良好的水处理环境。
5.7分布式光伏监测
实时监测低压并网柜每路的电流、电压、功率等电气参数及断路器开关状态，逆变器运行监视，对逆变器直流侧每一光伏组串的输入直流电压、直流电流、直流功率，逆变器交流电压、交流电流、频率、功率因数、当前发电功率、累计发电量进行监测，以曲线方式绘制上述监测的各个参量的历史数据。
平台结合厂区实际分布情况，通过3D或2.5D平面图显示分布式光伏组件在屋顶、车棚的分布情况，显示汇流箱、并网点位置，各个屋顶的装机容量。
5.8工艺仿真监控平台通过2D、3D方式实时监视粗格栅、污水提升、细格栅、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、加氯接触消毒、污泥浓缩压滤、生物除臭等工艺设备运行状态。在格栅清渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸沙泵、吸泥泵等低压电动机控制柜或低压馈电柜安装电动机保护，进行短路、过流、过载、起动超时、断相、不平衡、低功率、接地/漏电、te保护、堵转、逆序、温度等保护以及外部故障连锁停机，与PLC、软启、变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。6.相关平台部署硬件选型清单6.1电力监控、电能质量、电动机管理及配电室环境监控系统
应用场合（10KV） | 产品 | 型号 | 功能 | |
10KV进/馈线 | AM6-L | 相间电流速断保护，相间限时电流速断保护（可带低压闭锁），相间过电流保护（可带低压闭锁），两段式零序过流保护，反时限相间过流保护（可带低压闭锁），零序反时限过流保护，过负荷保护，控制回路异常告警。 | ||
10/0.4KV变压器 | AM6-S | 分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT断线、CT断线、对时异常等)、遥控开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、跳闸、故障电流电压)等。 | ||
智能操控装置 | ASD500 | 一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、自动温湿度控制及显示（标配一路强制加热）、远方/就地旋钮、分合闸旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜内电气接点无线测温。 | ||
10KV计量 | APM520 | 该仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数，可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口，采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出，继电器报警输出等功能。 | ||
7.结束语
智能配电系统集自动化程度高、可靠性好、可操作性强、可扩展性强等优点于一体,随着水厂自动化程度要求的不断提高,各种智能型的生产设备将不断出现,以为核心融合现场总线的智能配电系统是对水厂强电管理的一种创新,是一切自动化和智能设备的基础,将为企业的成本核算和优化运行管理发挥重要作用。